Puuta koskemattoman mittauksen mahdollisuudet ja menetelmiä raakapuun laadun määritykseen

Taitto: Seija SulonenRaakapuun laadun määritystä on kehitettävä entistä kustannustehokkaammaksi, tarkemmaksi ja nopeammaksi, arvoketjuille lisähyötyjä tuottavaksi ja nykyaikaiseen informaation hankintaan, hallintaan ja käyttöön soveltuvaksi. Tämä edellyttää uusien mittausmenetelmien tutkimista ja soveltamista ja puun jalostusarvoon vaikuttavien ominaisuuksien ja niiden hallintamahdollisuuksien ymmärtämistä. Aihepiirin kehitysalustaksi on toteutettu Metsäteho Oy:n johdolla PUULA-hanke (2003-2005). Tässä raportissa esitellään Metlan osahankkeessa ja aihepiirin myöhemmissä jatkotöissä tuotetut päätulokset.Aluksi määriteltiin tärkeimmät laatutekijät puuta koskemattomien mittausmenetelmien kannalta sahoilla ja vaneri- ja puumassatehtailla tehdyin täsmähaastatteluin, sekä lopputuotekohtaisen merkityksen että käytännön mitattavuuden ja realistisen mittaustarkkuuden näkökulmista. Aistivaraisen laadutuksen automatisointia tutkittiin sumean logiikan pohjalta eräiltä sahoilta ja sellutehtailta kerätyllä aineistolla. Sahan laadutusprosessin tarkentamiseen kehitettiin laskentamalli, johon kuuluu sahausolosuhteiden ja tukkien laatupiirteiden mukainen, tällä sovelluksella kylläkin melko työläs mallin opetusjakso. Lisäksi selvitettiin olemassa olevien puun laatua kuvaavien mallien käyttökelpoisuutta kuvatulkinnassa.Laboratoriotutkimuksissa kehitettiin laserdiffraktioon perustuva, tarkkuudeltaan optisen mikroskopoinnin tasoinen mutta sitä nopeampi menetelmä kuusen kuitujen dimensioiden mittaamiseen. Teollisuusympäristössä soveltamiseen laitteistolta vaaditaan kompaktin pakkaamisen ja luotettavan näytteenottomekanismin kehittämistä. Kuusen tyvilahoalueen muodon ja koon ennustamiseen kehitettiin laskentamenetelmä ja ohjelmisto fotoluminesenssimittauksiin perustuvan aineiston pohjalta. Käytännön soveltaminen edellyttää lahon puuaineen aiheuttamaa värinmuutosta eri nousukorkeuksilla rungossa kuvaavan eksponenttifunktion generointia ja lisätutkimuksia lahon nousukorkeuden ennustamisesta. Mikroaallot soveltuivat tukin katkaisupäiden kosteusjakaumien mittaamiseen; erotuskyky tukin pinnasta oli emissiomittauksissa 2 %-yksikköä ja absorptiomittauksissa 5 %-yksikköä. Tukin ulko-oksien poikkileikkauspinta-alan mittaustarkkuus oli mikroaalloilla vajaat 0,5 cm2. Jatkokehitystyössä tulisi panostaa erotuskyvyn parantamiseen ja puuaineen tiheyserojen määritykseen. Ultraäänimittauksella pystyttiin erottamaan tukin poikkileikkauksesta kuorettomat ja kuorelliset alueet, mutta kuoren paksuudesta ei saatu vakuuttavaa tulosta. Jatkokehitystyö on perusteltua menetelmän edullisuuden ja kenttäkelpoisuuden johdosta. Tavoitteena tulee olla kartoittaa ultraäänitaajuuksien vasteiden voimakkuus puun erilaisista kuorikerroksista ja määritellä mittauksiin optimaalinen taajuus ja sopivat tehokaistat